Основні конструктивні співвідношення елементів колінчатого вала

Двигуни	l/D*	dхш/D	lхш/ dхш	dош/D	lош/ dош**
Отто: однорядні У-подібні	1,20...1,28 1,25...1,35	0,55...0,70 0,55...0,67	0,45...0,65 0,8...1,0	0,60...0,80 0,62...0,75	0,50...0,60 0,74...0,84 0,40...0,70 0,70...0,88
Дизелі: однорядні У-подібні	1,25...1,30 1,47...1,55	0,64...0,75 0,65...0,72	0,7...1,0 0,8...1,05	0,70...0,90 0,70...0,75	0,45...0,60 0,70...0,85 0,40...0,65 0,65...0,86

Примітка: *D – діаметр циліндра двигуна; l_ош – повна довжина шийки з врахуванням галтелей; ** – наведені дані для проміжних і крайніх (чи середніх) опорних шийок.

Розміри шийок вибирають з врахуванням отримання необхідної міцності, твердості вала і допустимих значень питомих тисків на вальниці (подшипник, дод. І). Зменшення довжини шийок і збільшення їх діаметра підвищує твердість вала і зменшує габарити та масу двигуна. Перекриття шийок підвищує (d_хш+d_ош >2R) твердість вала і збільшує міцність щок.

Радіус галтелей не повинен бути меншим 2…3 мм, його приймають в межах 0,035…0,080 відповідно від діаметра опорної чи хитневої шийки. Найбільші концентрації напружень виникають у разі розташування галтелей опорних і хитневих шийок в одній площині.

Ширину щок b можна прийняти в межах (1,0…1,25)D для двигунів Отто і (1,05…1,30)D для дизелів, товщину щок h – в межах відповідно (0,20…0,22)D і (0,24…0,27)D, для У-подібних двигунів можливе збільшення товщини відповідно до 0,26D і 0,3D.

5.1. Визначення питомого тиску на поверхні шийок

Величина питомого тиску на робочу поверхню шийки визначає умови роботи вальниці і термін її служби. Під час роботи вальниці намагаються не допускати видавлювання оливного шару, пошкодження антифрикційного матеріалу та прискореного спрацювання шийок валу.

Розрахунок шийок здійснюють від дії середніх і максимальних сумарних всіх сил, що навантажують шийки.

Максимальні (F_хш.max і F_ош.max) і середні (F_хш.сер і F_ош.сер) значення сумарних сил визначають із розгорнутих діаграм навантаження на хитневі і опорні шийки під час динамічного розрахунку [11].

Середній питомий тиск на шийки:

для хитневої шийки

;

(5.1)

для опорної шийки

; або

(5.2)

де F_хш сер, F_ош сер – відповідно сумарна сила, яка діє на хитневу і опорну шийки; – результуюча сила, що діє на корінну шийку за наявності противаг; d_хш, d_ош – відповідно діаметр хитневої і опорної шийок; , – відповідно робоча ширина хитневого і опорного вкладенів (вкладыш, дод. І).

Величина середнього питомого тиску досягає значень: для двигунів Отто – 4...15 МПа, для дизелів – 6...15 МПа.

Найбільший тиск на шийки визначають за аналогічними формулами від дії максимальних сумарних сил F_хш max, F_ош max.

Значення максимальних питомих тисків на шийки змінюються в межах: для рядних бензинових двигунів k_max = 7...20 МПа, для У-подібних бензинових двигунів k_max = 18...28 МПа, для дизелів k_max = 20...42 МПа.